大气污染控制演示文稿4.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,大气污染控制工程,华中科技大学环境科学与工程学院,胡 辉,E-mail:hqh08,(go9),第四章 大气扩散浓度估算模式,湍流扩散的基本理论,a.,梯度输送理论,b.,湍流统计理论,G.I.Tayler,;,O.G.Sutton,;,Gaussian,c,.,相似理论,第一节 高斯扩散模式,一,.,高斯扩散模式（,图,）,假 设,：,a,.,污染物浓度在,y,、,z,轴上为正态分布,b,.,风只在一个方向作稳定的水平流动,c,.,源强是连续分布的,d,.,污染物在扩散中没有衰减和增生,e,.,地表面是足够平坦,第四章 大气扩散浓度估算模式,图,4-1,浓度正态分布的高斯烟云扩散输送图,o,y,x,(,x,-y,0),(,x,0,0),(,x,-y,z,),z,H,第四章 大气扩散浓度估算模式,第一节 大气扩散模式,二,.,无界条件下的高斯模式,(,x,，,z,，,y,),表示空间某点,(,x,，,y,，,z,),时段平均浓度,;,即,y,向和,z,向的扩散参数。,图,4-1,浓度正态分布的高斯烟云扩散输送图,(,x,-y,0),(,x,0,0),o,z,y,x,H,(,x,-y,z,),H,s,H,图,4-1,浓度正态分布的高斯烟云扩散输送图,(,x,-y,0),(,x,0,0),o,z,yx,H,(,x,-y,z,),H,s,H,图,4.3,由地面引起的全反射,z,-H,z,第四章 大气扩散浓度估算模式,第一节 大气扩散模式,三,.,有界条件下的高斯模式,=,实,+,虚,第一节 大气扩散模式,四,.,几个常用的大气扩散模式,适用条件,（风速,1m/s,；相同的温度层结）,一,),适用于高架连续点源,1.,地面任意一点浓度,C,(,x,，,y,，,0,H,),模式,2.,地面轴线浓度,C(x,，,0,，,0,，,H),模式,3.,地面最大浓度,第四章 大气扩散浓度估算模式,第二节 大气扩散模式,四,.,几个常用的大气扩散模式,二,),地面连续点源扩散的高斯模式,1,当有效源高,H,0,，则地面连续点源下风向任一点浓度,2,地面轴线浓度,三,),具有可沉降物的大气扩散模式,第四章 大气扩散浓度估算模式,第四章 大气扩散浓度估算模式,第三节 烟囱高度计算,为什么要设计烟囱,?,1.,是降低污染物落地浓度的有效方式之一；,2.,锅炉大气污染物排放标准的要求。,表,4-1,：燃煤、燃油（燃轻柴油、煤油除外）锅炉房烟囱最低允许高度,3,、从理论上，在气象参数和源参数不变时，污染物的落地浓度随烟囱高度增加而降低。,锅炉房装,机总容量,MW,0.7,0.7,1.4,1.4,2.8,2.8,7,7,14,14,28,t/h,1,1,2,2,4,4,10,10,20,20,40,烟囱最低,允许高度,m,20,25,30,35,40,45,2,7,第三节 烟囱高度计算,一烟囱的有效高度及抬升高度,烟囱的有效高度,（有效源高）,(back1),是指从烟囱排放的烟云距地面的实际高度,H,S,与烟气抬升高度,H,之和。,HH,S,+,H,影响烟气抬升的因素,烟囱出口处的烟气流速、烟气温度、环境温度、大气稳定度及风速等,第四章 大气扩散浓度估算模式,图,4-1,浓度正态分布的高斯烟云扩散输送图,(,x,-y,0),(,x,0,0),o,z,y,x,H,(,x,-y,z,),H,s,H,第三节 烟囱高度计算,一烟囱的有效高度及抬升高度,一,),我国环评中建议的烟气抬升高度计算公式,1有风时，中性和不稳定条件,A.,当烟气热释放率,Q,h,21000,（或,20935,）,kW,(,kJ/s,),，,T,35,K,时,;,(,表,4-2,（,12,）,),B.,当,1700,kW,Q,h,2100,kW,时,;,C.,当,Q,h,1700,kW,或者,T,35K,时。,第四章 大气扩散浓度估算模式,第四章 大气扩散浓度估算模式,第三节 烟囱高度计算,一烟囱的有效高度及抬升高度,一,),我国环评中建议的烟气抬升高度计算公式,2.,有风时，稳定条件,(,图,),3.,静风和小风,(,图,),二,),霍兰德,(Holland),烟气抬升高度计算公式,三,),布里格斯公式,第四章 大气扩散浓度估算模式,表,4-2,n,o,、,n,1,、,n,2,的选取,Q,h,，,kJ/s,地表状况（平原）,n,o,n,1,n,2,Q,h,21000,农村或城市远郊区,1.427,1/3,2/3,城市及近郊区,1.303,1/3,2/3,2100,Q,h,21000,且,T,35,K,农村或城市远郊区,0.332,3/5,2/5,城市及近郊区,0.292,3/5,2/5,10,第四章 大气扩散浓度估算模式,第三节 烟囱高度计算,例题,1,：,某城市火电厂烟囱高,100m,出口内径,5m.,出口烟气流速,12.7m/s,温度,140,流量,250m,3,/s.,烟囱出口处的平均风速,4m/s,大气温度,20,当地气压,978.4hPa,试确定烟气抬升高度及有效源高,.,例题,2,：,某城市远郊区有一高架源,烟囱的几何高度为,100m,，实际排烟率为,20m,3,/s,。烟气出口温度,200,，求在有风,不稳定条件下,环境温度为,10,，大气压,1000hPa,，,10m,高度处平均风速,2.0m/s,情况下，烟囱的有效源高。,第四节 扩散参数的确定,一,.,PG,扩散曲线法确定扩散参数,(,表、图,),表,4.3,帕斯奎尔稳定度级别,第四章 大气扩散浓度估算模式,17,5/10,4/10,图,4-4,与距离成函数关系的水平扩散参数和垂直扩散参数曲线图,（,P-G,扩散参数取样时间,10,分钟）,第四章 大气扩散浓度估算模式,第四节 扩散参数的确定,二利用,P-G,扩散曲线确定扩散参数的步骤,观测地面上方,10m,处的风速、日照等级、阴云分布状,况及云量等天气资料；,按表,4.3,确定出某时某地的大气稳定度级别；,（,15,）,再利用,P-G,扩散曲线图，查出对应于当时当地的大气,稳定度及下风向距离,x,的 值。,第四章 大气扩散浓度估算模式,第四节 扩散参数的确定,三,.,P-G,扩散曲线法确定 的适用性,1),扩散曲线是根据近地面源的扩散实验监测数据绘出的。因此不适用于求取,100m,以上的高架源的扩散系数；,2),扩散曲线是以平坦草地上的实验监测数据整理绘制出,来的，该法仅适用于求取平坦开阔下垫面上，近地面源,为小尺度扩散的扩散系数，不适合于城市和山区；,3),该法对稳定度级别的划分只考虑了热力因子，没考虑,动力因子，因此本法估算的扩散系数精度不是很高。,四,.,用内插法求出,20km,距离内的,(,表,4-4),例题,3,.,某石油精炼厂自平均有效源高,60m,处排放,SO,2,的量为,80g/s,，烟囱出口高处的平均风速为,6m/s,，试估算冬季阴天正下风,向距离烟囱,500m,处的地面上,SO,2,的浓度。,(,p96),第四章 大气扩散浓度估算模式,第四节 扩散参数的确定,四中国国家标准规定的扩散参数取用原则,1,稳定度确定方法：,PG,法：太阳辐射情况,(,云量、云状、日照,);,距地面,10m,高度处的平均风速。,P-T,法,:,太阳高度角、云高、云量。,中国国家标准法,太阳高度角、云量 太阳辐射等级,+,地面,10m,高度处的平均风速 稳定度。,实测法：照相法、放气球法、示踪剂扩散法等。,第四章 大气扩散浓度估算模式,第四节 扩散参数的确定,四中国国家标准规定的扩散参数取用原则,2,扩算参数的选取,取样时间：,0.5h,大气稳定度的确定方法：,a.,平原地区的农村地区及城市远郊区的扩散参数选取方法,;,b.,工业区或城区点源扩散参数的选取方法,;,c.,丘陵山区的农村和城市大气扩散参数选取方法,.,扩散参数的确定方法,（,）,d.,取样时间,0.5h,，扩散参数的求取,.,例题,4,.,某城市工业区有一点源，排放的主要污染物为,SO,2,，排放量为,200g/s,，烟囱几何高度为,100m,，在不稳定,10m,高度处风速为,2m/s,，烟囱有效源高为,200m,的情况下，下风距离为,800m,处的地面轴线浓度。,第四章 大气扩散浓度估算模式,第五节 特殊大气扩散模式,一,.,熏烟型大气扩散模式,熏烟过程：,在夜间发生辐射逆温时，清晨太阳升起后，逆温从地,面开始破坏，当破坏到烟流下边缘以上时，便发生了,强烈的向下混合作用，使地面污染物浓度增大的过程。,图,4-5,熏烟型污染,第四章 大气扩散浓度估算模式,第五节 特殊大气扩散模式,一,.,熏烟型大气扩散模式,例题,6,：,某电厂烟囱的有效高度为,150m,，,SO,2,排放量为,151g/s,。夜,间和上午地面的风速为,4m/s,，夜间云量为,3/10,。若清晨,烟流全部发生熏烟现象，确定下风方向,16km,处的地面轴,线浓度。,第四章 大气扩散浓度估算模式,第五节 特殊大气扩散模式,二,.,城市大气扩散模式,1.,城市高架点源大气扩散模式,2.,城市线源扩散模式,A.,无限长线源的大气扩散模式,B.,有限长线源的大气扩散模式,第四章 大气扩散浓度估算模式,例 题：,7.,某市学院路街道为南北走向，高峰时汽车流量为,8600,辆,/h,在,40 km/h,的车速下，平均每辆车每一秒钟排出碳氢化合物 的量为,2.5,10,-2,g/s,辆，试问在某一阴天日,17,点，吹东风，风速为,3m/s,，位于学院路下风方向,300m,处大气中碳氢化合物的 浓度为多少？,8,.,晚秋某一晴天下午,4,点，在,150 m,长垃圾沟里焚烧垃圾，焚烧时有有机化合物气体随烟气逸散，逸散速度为,90g/s,。焚烧时风向与垃圾沟垂直，风速为,3m/s,，试计算在垃圾沟下风向,400 m,处，地面有机物的浓度。,第四章 大气扩散浓度估算模式,第六节 烟囱高度设计,一,.,烟囱高度的设计,(,8),1,按最大地面浓度计算烟囱高度,(,图,),2.,按绝对地面最大浓度计算烟囱高度,(,图,),3.,按,P,值计算烟囱高度,(,图,),(28),地区,序号,省,(,市,),名,A,P,总量,控制区,非总量,控制区,1,新疆，西藏,青海,7.0-8.4,0.15,100-150,100-200,2,黑龙江,吉林,辽宁,内蒙古,(,阴山以北,),5.6-7.0,0.25,120-180,120-240,3,北京,天津,河北,河南,山东,4.2-5.6,0.15,100-180,120-240,4,内蒙古,(,阴山以南,),山西,陕西,(,秦岭以北,),宁夏,甘肃,(,渭河以北,),3.5-4.9,0.20,100-150,100-200,5,上海,广东,广西湖南,湖北,江苏,浙江,安徽,海南,台湾,福建,江西,3.5-4.9,0.25,50-100,50-150,6,云南,贵州,四川,甘肃,(,渭河以南,),陕西,(,秦岭以南,),2.8-4.2,0.15,50-75,50-100,7,静风区,(,年平均风速小于,1m/s),1.4-2.8,0.25,40-80,40-90,表,4.4,我国各地区总量控制系数,A,、,低源分担率,a,、,点源控制系数,P,值,第四章 大气扩散浓度估算模式,第六节 烟囱高度设计,一,.,烟囱高度的设计,例题,9,：,处于某市东部远郊平原地区的某燃煤电厂，烟囱有效高度为,137m,，当时当地的,SO,2,污染物控制系数,P=34t/(m,2,.h),，试问该电厂,SO,2,容许排放量为多少？若该电厂增加一组发电机组，新增的发电机组燃煤锅炉的,SO,2,排放量为,0.6t/h,，则新建排烟烟囱的有效高度应为多少？,第四章 大气扩散浓度估算模式,第六节 厂址选择,一,.,厂址选择中的气候资料,风向风速,大气稳定度,混合层的高度,二,.,浓度估算,三,.,厂址选择,本底浓度；,风向风速,温度层结；,地形,第四章 大气扩散浓度估算模式,思考题：,P115-116,4.3;4.5;4.7,；,4.10.,